2種打葉工藝片煙對細支卷煙質量影響對比分析

盧幼祥 張勁 周良明 邵名偉 汪華 王續紅 何金華 孔祥 王紹林

摘要：為確定細支卷煙打葉復烤適宜的打葉工藝，從葉片質量、葉絲質量、卷煙質量3個方面對菱形框欄、六邊形框欄片煙結構進行比較。結果表明：（1）六邊形框欄片煙具有大小相對均勻、含水率及成絲穩定性好、煙支密度分布均勻等優點，不足之處在于抗造碎性弱、整絲率及煙絲利用率低，而菱形框欄片煙相反；（2）與菱形框欄片煙相比，六邊形框欄片煙經卷煙加工后，單支質量、煙支吸阻、總粒相物、焦油穩定性好，燃燒飛灰、持會性有所改善，燃燒時間短，抽吸口數少，葉絲填充值及其他物理煙氣指標無明顯變化。從卷煙內在品質的角度為出發點，細支卷煙選擇六邊形框欄加工的片煙較為適宜。

關鍵詞：片煙結構；菱形框欄；六邊形框欄；葉絲結構；物理指標；煙氣指標；燃燒質量

中圖分類號：TS44.3文獻標志碼：A論文編號：cjas2020-0153

Two Kinds of Leaf-making Techniques on the Quality of Fine Cigarettes： A Comparative Analysis

Lu Youxiang1， Zhang Jin1， Zhou Liangming2， Shao Mingwei1， Wang Hua1， Wang Xuhong3， He Jinhua1， Kong Xiang4， Wang Shaolin5

（1Technology Center of Anhui Branch of China Tobacco Industry Co.， Ltd.， Hefei 230088， Anhui， China； 2Guoyang Redrying Factory of Huahuan International Tobacco Co.， Ltd.， Guoyang 233606， Anhui， China； 3Huahuan International Tobacco Co.， Ltd.， Chuzhou 233121， Anhui， China； 4Wuhu Cigarette Factory of Anhui Branch of China Tobacco Industry Co.， Ltd.， Wuhu 241002， Anhui， China； 5Hefei Cigarette Factory of Anhui Branch of China Tobacco Industry Co.， Ltd.， Hefei 230081， Anhui， China）

Abstract： To determine the leaf- making techniques for fine cigarettes， the structures of rhombic and hexagonal framed sheets were compared from three aspects of leaf quality， leaf shredding quality and cigarette quality. The results show that： （1） hexagonal framed sheets have the advantages of relatively uniform size， good water content and filament stability， and uniform distribution of cigarette density， but the disadvantages are weak fragmentation resistance， whole filament rate and tobacco quality； the utilization ratio of cut tobacco is low， but those characteristics of rhombic frame sheets are the opposite.； （2） compared with rhombic frame cigarettes， hexagon frame cigarettes have better stability of single cigarette weight， cigarette resistance， total particles and tar， better combustion fly ash and holding ability， shorter combustion time and less number of suction ports， no obvious change of filar filling value and other physical smoke indicators after cigarette processing. Therefore， from the intrinsic quality of cigarettes， it is more appropriate to select the cigarettes processed by hexagon frame column for the fine cigarettes.

Keywords： Tobacco Structure； Rhombic Frame； Hexagonal Frame； Leaf Structure； Physical Index； Flue Gas Index； Combustion Quality

0引言

片煙結構是打葉復烤環節葉梗分離工序質量控制的重點指標之一[1-2]，不僅與打葉復烤加工經濟指標、煙葉純凈度直接相關[3-6]，還會對卷煙工業企業制葉絲質量構成影響[7-8]，而后者又是決定卷煙質量如燃燒錐落頭傾向、單支質量、煙支吸阻、端部落絲量、煙支密度等的重要因素，甚至影響吸食品質[9-13]。

近年來，隨著細支煙爆發增長和卷煙結構的上升，制絲、卷接工藝裝備水平的提高以及工藝加工理念的轉變，卷煙工業企業對打葉復烤片煙結構提出了更高的質量要求[14-16]。打葉復烤后的片煙需要更加合理的葉片形狀和大小，“控制大片率、提高中片率、降低碎片率”成為目前打葉復烤片煙結構控制的新思路。針對打葉復烤片煙結構需求，國內研究學者進行了相關研究。江雪彬等[17]研究表明，大片率的增加有助于提高整絲率、降低碎絲率，但同時也會導致長絲率增加，中絲率降低；中片率和小片率的增加，均會導致切后碎絲率增加，中絲率與中片率呈顯著正相關關系；建立葉片結構各指標與煙絲結構各指標之間的關系模型能夠較好地預測不同結構葉片切后煙絲的尺寸分布。唐軍等[18]研究表明，尺寸相近的片煙樣品在二維平面上的分布落在同一個或相鄰的區域；片煙尺寸由大到小時，常規化學成分綜合含量呈線性下降趨勢，多酚類物質綜合含量呈先降低后升高的拋物線型變化趨勢，非揮發性有機酸呈對數型下降趨勢；5種尺寸的20個片煙樣品可聚為3類，分別為>21.97、4.32～21.97、<4.32 mm。通過羅登山等[19]綜述的葉片結構對卷煙質量影響進展看出，目前關于片煙結構的研究主要集中在影響因素、檢測與評價方法、控制方法、與葉絲結構的關系等[20-28]方面，而將打葉復烤片煙結構對細支卷煙生產過程中制品、成品質量的影響關聯研究國內報道較少。筆者對2種不同典型的片煙結構葉片質量、葉絲質量、卷煙質量進行比較分析，旨在為卷煙工業企業打葉復烤片煙結構的控制需求提供理論依據。

1材料與方法

1.1材料、儀器與設備

試驗于2018年8—11月在合肥卷煙廠試驗線進行。

2017年菱形框欄龍巖C2FA煙葉400 kg，2017年六邊形框欄龍巖C2FA煙葉400 kg。

ED23干燥箱、KDF恒溫恒濕箱（德國Binder公司）；AE200電子天平（感量0.0001 g，瑞士Mettler公司）；YQ-2煙絲振動篩、煙絲填充儀（鄭州嘉德機電科技有限公司）；CA25型片煙結構大小篩分儀（南京大樹智能科技有限公司）；MW3220煙支微波密度儀（德國TEWS公司）；AS400旋轉篩分儀（德國Retsch公司）；QTM綜合測試臺、SM400直線型吸煙機（英國Filtrona公司）。

1.2方法

1.2.1樣品的制備在合肥卷煙廠試驗線分別對菱形框欄龍巖C2FA、六邊形框欄龍巖C2FA 2個等級煙葉進行松散回潮、切絲、薄板干燥，切絲寬度為0.8 mm，制絲工藝參數2個等級保持一致。在同一機臺相同煙支質量條件下，對2個等級葉絲進行卷煙卷制、包裝，2個等級均分別進行葉片質量、葉絲質量、卷煙質量分析。

1.2.2取樣及檢測方法

（1）葉片質量分析[29]。分別取2個等級松散回潮后的煙片（100±10） g，平衡48 h后檢測片煙大小；生產穩定后，分別在松散回潮出口取樣檢測含水率，每間隔3 min連續取樣10次，進行葉片含水率穩定性分析。

（2）葉絲質量分析[30-31]。生產穩定后，分別取2個等級薄板干燥出口后的葉絲（1500±100） g，每間隔3 min連續取樣10次，進行葉絲分布狀態、葉絲結構、填充值均值及穩定性分析；分別在卷煙機喂絲、集絲箱、煙槍3處取2個等級葉絲（1000±100） g，取樣頻次3次，進行葉絲抗造碎性檢測。

（3）卷煙質量分析[32-33]。取2個等級細支卷煙分別進行煙支密度分布、物理指標、煙氣指標檢測，其中煙支密度檢測12支，煙氣指標平行樣檢測10次，取2個等級細支卷煙各10支（分成2組）觀察燃燒質量狀態。

2結果與分析

2.1葉片質量

2.1.1葉片分布狀態2個等級回潮后葉片分布狀態檢測分析結果見表1、圖1～2。（1）六邊形框欄單片片煙長度、寬度、面積、質量均值均小于菱形框欄，說明六邊形框欄片煙大小整體小于菱形框欄，與實際觀察片形大小結果一致。（2）2個等級的長寬比超過60%以上小于2，其中六邊形框欄片煙含長條形煙葉比例（長寬比≥2）略低于菱形框欄。（3）2個等級的葉面積主要分布在（2 mm×2 mm）～（60 mm×60 mm）之間，其中六邊形框欄的大片率（>25.4 mm×25.4 mm）低于菱形框欄約10個百分點。

2.1.2葉片含水率2個等級回潮后葉片含水率檢測結果見表2。2個等級回潮后的含水率平均值無明顯差異，六邊形框欄片煙的含水率標準偏差、變異系數均低于菱形框欄，說明采用六邊形框欄制成的片煙有利于提高松散回潮后含水率的穩定性。

2.2葉絲質量

2.2.1葉絲分布狀態結果（表3）表明，六邊形框欄片煙、菱形框欄片煙成絲后葉絲分布主要集中在4 mm以上。六邊形框欄片煙成絲后>4 mm葉絲比例略低于菱形框欄片煙，2～4、0.5～2、0.5 mm以下比例相反。從>4 mm葉絲比例的標準偏差、變異系數來看，六邊形框欄片煙成絲的穩定性優于菱形框欄片煙。

2.2.2葉絲結構及填充值結果（表4）表明，六邊形框欄片煙制成的葉絲整絲率明顯低于菱形框欄，碎絲率相反，填充值無明顯差異，說明片形改變對葉絲結構有較顯著影響。六邊形框欄片煙制成的葉絲結構穩定性略好于菱形框欄片煙，該結論與葉絲分布狀態分析結果一致。

2.2.3葉絲抗造碎性結果（表5）表明，菱形框欄片煙經制絲與卷制加工喂絲、煙槍處整絲率均高于六邊形框欄，而碎絲率正好相反。菱形框欄片煙制成的葉絲轉化率高于六邊形框欄片煙2.20個百分點，說明菱形框欄片煙制成的葉絲抗造碎性相對較好，煙絲利用率高。

2.3卷煙質量

2.3.1煙支密度分布2個等級卷制后的煙支10～ 55 mm段密度分布檢測結果見表6～7。與菱形框欄片煙相比，六邊形框欄片煙卷制后的煙支密度分布均勻性及煙支間密度分布均勻性變異系數值均較小，說明六邊形框欄片煙卷制后的煙支密度波動較小。對煙支密度分布均勻性數據進行t檢驗，得出P值為 0.00000215（<0.05），說明六邊形框欄煙支密度與菱形框欄煙支顯著差異。因此，從煙支密度控制的均勻性來看，六邊形框欄片煙優于菱形框欄片煙。

2.3.2物理及煙氣指標結果（表8～9）表明，2組樣品單支質量、圓周、吸阻、硬度平均值無明顯差異，六邊形框欄片煙制成的卷煙單支質量、吸阻的穩定性要略優于菱形框欄片煙。與菱形框欄相比，考慮檢測誤差，六邊形框欄片煙制成的卷煙總粒相物、焦油穩定性好、抽吸口數少，指標無明顯差異。

2.3.3燃燒質量卷煙燃燒質量檢測結果見表10、圖3～ 4。與菱形框欄相比，六邊形框欄片煙制成的卷煙在燃燒區域40 mm所用的燃燒時間較短，該結論與煙氣抽吸口數少結論一致。六邊形框欄燃燒飛灰、持會性優于菱形框欄。

3結論

（1）六邊形框欄單片片煙長度、寬度、面積、質量平均值均小于菱形框欄，六邊形框欄片煙含長條形煙葉比例較菱形框欄小、大片率低，六邊形框欄片煙的含水率標準偏差、變異系數均低于菱形框欄，說明采用六邊形框欄片煙含水率的穩定性好。（2）六邊形框欄片煙成絲后>4 mm葉絲比例、整絲率略低于菱形框欄，2～4、0.5～2、0.5 mm以下比例、碎絲率相反，六邊形框欄片煙成絲及葉絲結構的穩定性優于菱形框欄片煙。（3）與菱形框欄片煙相比，六邊形框欄片煙經卷煙加工后，煙支密度分布均勻、波動小，批內單支質量、煙支吸阻、總粒相物、焦油穩定性好，燃燒飛灰、持會性有所改善，燃燒時間短，抽吸口數少，葉絲填充值、煙支硬度等其他物理煙氣指標無明顯變化。

4討論

（1）采用六邊形框欄打葉工藝有利于細支卷煙產品質量的穩定。2種打葉工藝片煙大小不同進而影響煙絲結構，而對卷煙產品質量的影響主要體現在穩定性方面，未對物理指標、煙氣指標的均值構成顯著影響，從煙絲穩定性、煙支密度分布均勻性、煙支物理指標的標準偏差和變異系數數據不難看出，六邊形框欄打葉工藝在制品及卷煙產品質量的穩定性均優于菱形框欄打葉工藝。

（2）細支卷煙片煙結構需求要兼顧質量指標和經濟指標平衡。本研究結果表明，2種打葉工藝不僅影響卷煙產品質量，而且對煙絲碎絲率、抗造碎性等經濟指標構成明顯影響，菱形框欄打葉工藝的經濟指標相對較優。因此，若一味地追求片煙結構，會造成較大的經濟效益損失，所以細支卷煙片煙的需求設計要兼顧質量指標和經濟指標，找出平衡點。鑒于本研究未對2種打葉工藝條件下不同框欄尺寸系統驗證，針對細支卷煙片煙結構需求研究還相對粗放，圍繞細支卷煙片煙結構需求設計值方面還需進一步深入研究。

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